燃料电池车辆及其控制方法与流程

本申请涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池车辆及其控制方法。

背景技术：

1、随着全球环境污染的加重及石油储存量的下降，电动汽车逐步走进人们的生活当中。最近几年，电动汽车技术已经取得飞速发展，但从市场反馈来看，续驶里程短及充电时间长已经成为限制电动汽车推广的主要瓶颈，因此，燃料电池汽车应运而生。

2、燃料电池汽车主要以h2为主要能源，配备镍氢电池或超级电容为辅助能源。车辆行驶过程中，燃料电池系统中h2与o2发生化学反应，产生的电能供给动力电机，实现整车驱动，镍氢电池或超级电容在行车过程中主要起功率补偿及能量回收的作用。在整个行驶循环中，车辆只会生成h2o，避免了对环境造成污染。

3、质子交换膜燃料电池(pemfc)，也叫聚电解质燃料电池(pefc)，是一种将还原剂与氧化剂的化学能直接转化为电能的装置。燃料电池在使用时，通常都需要一套相应的辅助系统。燃料电池本体(又称电堆)与其相应的辅助系统共同组成燃料电池系统。燃料电池系统除了燃料电池本体外，还包括氢气系统、空气系统、冷却系统、功率输出系统、热管理系统、电压检测系统等附件系统。其中，氢气系统是为电堆提供氢气，并根据运行工况调节进入电堆的氢气压力和流量等；空气系统是为电堆提供适量的氧化剂(空气或氧气)，并根据工况调节进入电堆的氧化剂的压力和流量等；冷却系统能够使电堆温度保持合适水平，进而保证电堆的稳定可靠工作；功率输出系统则是通过dcdc来调节电堆的输出电压、电流的大小和变化速率；电压检测系统则通过电压检测器来监视燃料电池电堆每一个单片电压，作为功率输出系统调节的指导。

4、燃料电池单电池电压过高，高于一定值会影响电堆的寿命。而燃料电池在启动、停机以及连续低载和怠速工况下，燃料电池处于高电位状态，电堆平均电压较高(＞0.95v)，造成燃料电池膜穿孔、质子交换能力下降和催化剂活性降低等后果，对电堆的性能及耐久性有比较大的损害。快速降低燃料电池电堆电压将有效的延长电堆寿命。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种燃料电池车辆及其控制方法，维持车辆的需求功率大于燃料电池的最小输出功率，避免燃料电池出现高电位，从而延长燃料电池的寿命。

2、本申请的一方面，公开了一种燃料电池车辆，包括：

3、控制器，所述控制器被构造为：

4、确定燃料电池车辆处于低功率状态事件；以及

5、基于确定燃料电池车辆处于低功率状态事件，

6、在所述低功率状态事件期间，从燃料电池输出电流为动力电池充电，和

7、在所述低功率状态事件期间，将车辆附件置于接通状态。

8、在一个优选例中，将所述车辆附件置于接通状态而消耗能量。

9、在一个优选例中，所述车辆附件被构造成接收在所述低功率状态事件期间放电的电流的至少一部分。

10、在一个优选例中，所述车辆附件包括电池温度控制系统、座舱温度控制系统和发动机温度控制系统中的至少一个。

11、在一个优选例中，所述燃料电池车辆还包括：电压检测系统，所述电压检测系统构造为监测电堆每一个单片电压。

12、在一个优选例中，所述控制器构造为响应于所述电压检测系统监测到的电堆每一个单片电压，来确定所述燃料电池车辆是否处于低功率状态事件。

13、本申请的另一方面，还公开了一种燃料电池车辆的控制方法，包括：

14、由与电堆通信连接的控制器确定所述燃料电池车辆正处于低功率状态事件；和

15、基于确定所述燃料电池车辆正处于低功率状态事件：

16、在所述低功率状态事件期间，从燃料电池输出电流为动力电池充电，和

17、在所述低功率状态事件期间，将车辆附件置于接通状态。

18、在一个优选例中，还包括：由所述车辆附件接收在所述低功率状态事件期间所释放的电流的至少一部分。

19、在一个优选例中，还包括：通过所述动力电池和所述车辆附件从所述电堆接收电能。

20、在一个优选例中，通过接通至少一个车辆附件来消耗能量，所述车辆附件选自以下一个或其组合：接通电池温度控制系统、座舱温度控制系统、发动机温度控制系统。

21、本申请至少有以下技术效果：

22、1.避免出现因怠速而产生的燃料电池高电位、膜含水量的下降、膜穿孔、质子交换能力下降和催化剂活性降低等情况，从而有效提高燃料电池使用寿命。

技术特征：

1.一种燃料电池车辆，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，将所述车辆附件置于接通状态而消耗能量。

3.如权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，所述车辆附件被构造成接收在所述低功率状态事件期间放电的电流的至少一部分。

4.如权利要求1所述的燃料电池车辆，其特征在于，所述车辆附件包括电池温度控制系统、座舱温度控制系统和发动机温度控制系统中的至少一个。

5.一种燃料电池车辆的控制方法，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：由所述车辆附件接收在所述低功率状态事件期间所释放的电流的至少一部分。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：通过所述动力电池和所述车辆附件从所述电堆接收电能。

8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，通过接通至少一个车辆附件来消耗能量。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述车辆附件选自以下一个或其组合：接通电池温度控制系统、座舱温度控制系统、发动机温度控制系统。

10.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述方法将燃料电池的电压v控制在以下范围内：0.80v≤v≤0.95v。

技术总结
本申请涉及一种燃料电池车辆，包括：控制器，所述控制器被构造为确定燃料电池车辆处于低功率状态事件；以及基于确定燃料电池车辆处于低功率状态事件，在所述低功率状态事件期间，从燃料电池输出电流为动力电池充电，和在所述低功率状态事件期间，将车辆附件置于接通状态。本申请还涉及一种燃料电池车辆的控制方法。根据本申请的燃料电池车辆能够维持车辆的需求功率大于燃料电池的最小输出功率，避免燃料电池出现高电位，从而延长燃料电池的寿命。

技术研发人员：陈杰,刘锦鹏
受保护的技术使用者：江苏清能新能源技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13